Kuasai Pemesinan Medis Presisi: 8 Teknik Esensial untuk Bagian Titanium, Kobalt-Krom, dan Stainless Steel
Temukan teknik yang disukai untuk bekerja dengan titanium grade medis, kobalt krom, dan legasi stainless steel berbasis nikel.
Busan tulang, plate fixasi, implant pinggang dan lutut—ini hanya beberapa bagian medis sulit yang dihadapi beberapa tukang mesin setiap hari. Tidak hanya geometrinya kompleks dan toleransinya ketat, tetapi logam dalam komponen ini juga dapat membuat bahkan tukang mesin yang paling ambisiyes menyesal telah menandatangani untuk lembur.
Sayangnya, hal-hal tidak semakin mudah. Perusahaan medis dan mitra metalurgi mereka terus mengembangkan bahan baru dan inovatif, termasuk Ti-6Al-4V ELI (extra-low interstitials), Phynox dan MP35N, bersama dengan sejumlah besar legasi proprietary.
Sebagian besar bahan ini termasuk dalam kategori heat-resistant superalloy (HRSA). Artinya: Logam ini sama nyaman di tulang punggung seperti di buang gas turbine yang merah panas.
Alat potong aus cepat, dan notching di garis kedalaman potong adalah hal yang umum. Built-up edge (BUE)—gelembung logam yang menempel di atas alat, dan biasanya mengicau tepi pemotongan ketika pecah—juga adalah masalah yang sering terjadi.
Produsen Alat Potong Menghadapi Tantangan Medis
Berita baiknya adalah produsen alat potong tetap mengikuti tuntutan yang menaklukan ini. Dengan mengembangkan geometri insert baru yang berani, grade carbide yang tahan, dan coating super-lubrikasi, tukang mesin seharusnya dapat mematuhi logam yang paling agresif. Tentu saja, ada lebih banyak pada pemesinan HRSA yang berhasil daripada carbide yang baik.
Tukang mesin juga harus menerapkan praktik pemesinan yang sehat dan toolpaths yang diprogram dengan baik. Berikut adalah teknik terpenting untuk pengelaran logam yang efektif saat bekerja dengan legasi grade medis:
1. Tetap tajam dan gunakan coating PVD untuk alat Anda .
Sebagai aturan, alat yang tajam dan dilapisi PVD bekerja terbaik di seluruh rentang superalloy grade medis. Jangan puas dengan grade atau coating carbide umum. Penyedia alat potong telah mengembangkan grade spesifik untuk setiap bahan grade medis, dan Anda harus memanfaatkannya, terutama pada pekerjaan berjalan lama atau pekerjaan berulang.
Sediakan waktu untuk beberapa tes potong pada bahan baru. Bawa pemasok Anda ke tempat untuk membantu dalam hal ini, dan ikuti saran mereka. Di atas semua, kembangkan proses yang dapat diprediksi: jauh lebih baik untuk menjadwalkan penggantian alat terlalu awal daripada menunggu sampai mereka patah, yang dapat melukai workpiece, merusak mesin perkakas, atau melukai operator.
2. Bersiaplah agresif dengan cutting speed dan feed rate untuk mengurangi built-up edge .
Ketika insert tidak bertahan selagi yang diinginkan, banyak dari kita cenderung mengurangi cutting speed atau menekan feed rate. Ini mungkin tepat kebalikan dari yang dibutuhkan.
Sebagai aturan, penyedia alat potong merekomendasikan pendekatan agresif saat operasi pemesinan tidak berjalan baik. Itu karena memaksa alat lebih keras seringkali meningkatkan pembentukan chip, dan spindle speed yang lebih tinggi membawa lebih banyak panas ke dalam potong, mengurangi BUE.
3. Hindari potong dalam dengan taktik seperti trochoidal milling .
Kedalaman potong ringan pada feed rate yang lebih tinggi biasanya lebih efektif daripada pendekatan “hogging” tradisional untuk pengelaran logam.
Toolpaths trochoidal dengan engagement panjang (Z-axis) disukai. Arc masuk dan keluar dari potong jika memungkinkan. Hindari menguburkan alat di sudut. Anda akan tahu ada masalah karena mesin akan mendering dalam kesedihan.
Program radius sedikit lebih besar dari radius alat, dan kembali dengan alat yang lebih kecil untuk mengeluarkan sudut. Pastikan untuk mengeluarkan chip dari jalan. Jika Anda mendengar suara crunchy yang datang dengan re-cutting, saatnya memeriksa apakah ada alat yang icau atau patah.
4. Tetap benar (dan rigid) dengan setup untuk aplikasi medis .
Setup rigid selalu merupakan hal yang wajar tetapi terpenting dua kali dengan bahan yang sulit. Hindari runout alat dengan mengabaikan tool holders gaya collet dan side-lock untuk mendukung heat-shrink atau hydraulic ones.
Tahan alat sependek mungkin, dan pertimbangkan untuk mengganti vise dan chuck mechanical dengan sepupu hydraulic mereka. Back-taper chuck jaws sedikit, dan gunakan vise jaws knife-edge untuk meningkatkan grip. (Gerakan paling sedikit saat meng-hogging blok kobalt krom atau titanium dapat menghasilkan potong yang buruk.)
Ingatlah bahwa tool holders harus diganti setiap beberapa tahun, dan lebih sering dengan penggunaan intensif.
5. Bersiaplah positif dengan lead angle Anda .
Sebagian besar alat yang dilapisi PVD dan precision ground memiliki tepi pemotongan “up sharp”. Bagus, tetapi lead angle positif pada alat juga menguntungkan—seperti sisi yang tidak digunakan dari diamond 80 derajat atau insert bundar jika memungkinkan. Ini akan mengurangi notching kedalaman potong, tetapi seringkali memaksa Anda untuk mengelilingi kembali dengan alat yang mampu memproses sudut persegi. Masih, itu mungkin sangat layak, terutama saat memproses nickel alloy super-tough atau “triple 5” titanium.
6. Tetap sejuk dan jaga cutting coolants Anda .
Ini adalah fakta yang sedih, tetapi beberapa bengkel mengabaikan cutting fluid mereka. Anda mungkin bisa melakukannya saat memotong aluminum atau mild steel (meskipun meskipun demikian tidak disarankan). Dengan logam yang tinggi chromium, nikel, atau kobalt, cutting fluid yang lelah menghasilkan umur alat yang buruk dan hasil yang tidak dapat diprediksi.
Setiap mesin perkakas CNC harus dilengkapi dengan skimmer untuk mengeluarkan tramp oil. Cutting coolants harus diperiksa secara teratur untuk konsentrasi dan tingkat pH yang tepat.
Jika bengkel Anda tidak memiliki sump sucker, saatnya mempertimbangkan salah satu. Ini tidak hanya akan mengurangi downtime yang terkait dengan pembersihan sump tetapi juga akan mengurangi biaya daur ulang. Juga, pertimbangkan investasi tambahan: cutting fluid tekanan tinggi dan filtrasi. Semua bekerja lebih baik dengan coolant tekanan tinggi.
7. Lihat alternatif untuk menggunakan insert coated-carbide .
Jika Anda kesulitan dengan coated carbide, mungkin saatnya “go naked”. Insert tanpa coating seringkali menghasilkan hasil yang lebih baik dengan superalloy, terutama pada finishing cuts.
Cobalah juga ceramics. Banyak insert ini memiliki “whiskers” silicon carbide yang diperkuat, dan menawarkan cutting speed 10 kali lebih besar dari carbide. Selalu jalankan kering, dan jangan pernah menggunakan ceramic dengan titanium, karena keduanya bereaksi secara kimiawi.
8. Bagikan best practices superalloy Anda .
Simpan catatan yang baik tentang apa yang berhasil dan apa yang tidak—and bagikan apa yang Anda tahu dengan rekan Anda. Pemesinan medis presisi adalah pekerjaan penting, dan bengkel yang berhasil melakukannya dapat dengan mudah mengatasi pekerjaan penerbangan yang sama menantang.
Akui saja: Apakah Anda mengurangi dorongan alat Anda ketika insert tidak bertahan selagi yang Anda inginkan? Bagikan pengalaman Anda.
